2.1　EPON参考模型和协议栈

1.EPON参考模型

EPON是一种采用点到多点（P2MP）结构的单纤双向光接入网络，其典型拓扑结构为树型。EPON系统由局侧的光线路终端（OLT）、用户侧的光网络单元（ONU）和光分配网络（ODN）组成。在下行方向（OLT到ONU），OLT发送的信号通过ODN到达各个ONU；在上行方向（ONU到OLT），ONU发送的信号只会到达OLT，而不会到达其他ONU。为了避免数据冲突并提高网络利用效率，上行方向采用TDMA接入方式并对各ONU的数据发送进行仲裁。ODN由光纤和一个或多个无源光分路器和相关无源光器件等组成，在OLT和ONU间提供光传输通道。

EPON系统参考结构[1]如图2-1所示。

图2-1　EPON系统参考结构

根据ONU在接入网中所处位置的不同，EPON系统通常有以下几种网络应用类型：光纤到交接箱（FTTCab）、光纤到楼宇/分线盒（FTTB/C）、光纤到户（FTTH）、光纤到办公室（FTTO）等。

2.EPON协议栈

EPON协议栈如图2-2所示[1]。1G EPON系统：1Gbit/s通道上行的中心波长应为1310nm，波长范围为1260～1360nm；1Gbit/s通道下行的中心波长应为1490nm，波长范围为1480～1500nm。本书介绍的协议为位于数据链路层的MPCP、MAC协议和位于物理层的RS子层和PCS子层/物理媒质附加（PMA），各层功能描述如下。

图2-2　1G-EPON协议分层和OSI参考模型间的关系

PMD（物理媒介层）子层：EPON系统使用符合ITU-T G.652要求的单模光纤，作为单纤双向系统，上、下行应分别使用不同的波长。

RS子层和PCS子层/物理媒质附加（PMA）：它们属于EPON的物理层，符合IEEE 802.3-2012中第65章的规定。本书对于光物理特性不做探讨，只讨论相关信令。

RS子层数据的前导码由以下部分构成，格式参见图2-2的MAC层下行帧，SLD（LLID定界符）、LLID和CRC8。SLD用来定界LLID和CRC8，LLID域识别源MAC或目的MAC[1]。CRC8用于校验。具体格式应符合IEEE 802.3-2005中Clause 65.1.3.2的规定，对于前导码中的第四个字节，应作为保留字节。对于接收端，如果接收到的以太网帧前导码中第四个字节为非-0x55‖的值或其值为OLT无法识别，应做忽略处理。LLID是用户端口重要的唯一标识，本节将重点论述。

在EPON系统中，要求SPD必须位于偶字节位置。由于以太网帧发送开始时刻可能位于奇字节位置，也可能位于偶字节位置。因此，1000BASE-X PCS发送功能可以用/S/码组替换前导码第一个字节，或者丢弃第一个字节并用/S/码组替换前导码第二个字节，这取决于PCS发送状态图的奇偶对齐的需要（见IEEE 802.3第36章规定）。而1000BASE-PX PCS的接收功能可以检测并定位这两种字节对齐方式的以太网帧的SPD，并将上述两种情况下的/S/码组还原成前导码。从前导码第三个字节开始，码流不经过调制直接在1000BASE-X物理层透明传送。

多点控制协议（MPCP）定义了点到多点光网络的MAC机制，是EPON的控制协议。详见2.3.2节MPCP。